環形匝道【loop ramp】指的是苜蓿葉形立體交叉中，供左轉彎車輛使用的呈環形的匝道。左轉彎的車輛循環形匝道運行向右約270°轉彎進入相交道路，以避免與直行車輛的平面衝突。
基本介紹
- 中文名：環形匝道
- 外文名：loop ramp
- 目的：的以避免與直行車輛的平面衝突
- 含義：供左轉彎車輛使用的呈環形的匝道
- 所屬類別：交通
- 涉及領域：各行各業
前言,特性分析,安全運行因素,環形匝道設計,結語,
前言
環形匝道是喇叭立交的重要組成部分，根據車輛經環形匝道駛入或駛出主線的不同將喇叭立交分為 A 型和 B 型。一般情況下，宜優先採用 A 型，但有時因地形、地物、左轉駛入主線的交通量等限制，不得不布置成 B 型。經環形匝道左轉駛出主線時為 B 型，車輛在 B 型喇叭立交環形匝道上行駛是由主線高速向次線低速過渡，很容易產生車輛衝出匝道的危險，互通立交的最小技術指標（如最小平曲線半徑、最大超高等）也都在環形匝道上。因此，在 B 型喇叭立交設計中，需對環形匝道線形安全性加以認真分析研究。
特性分析
互通式立交的主要功能是交通轉換，而交通轉換又是通過匝道來實現的，根據行車軌跡來確定匝道線形是保證立交行車安全最基本的要求。
1.1 汽車在 B 型喇叭環形匝道上的行駛特性
汽車在匝道上是一個方向和車速不斷變化的行駛過程，而環形匝道通常採用水滴形卵形曲線來布設，這使汽車在其上行駛變得更為複雜。因此，當設計 B 型喇叭立交時，首先得弄清楚車輛在其環形匝道上的行駛特性，這樣才能使 B 型喇叭立交各個匝道線形指標選取更為合理，才能有效地減少交通事故。一般而言，車輛在 B 型喇叭環形匝道上的行駛可分為駛離主線的分流過程、逐漸行駛至線形最緊迫路段（平曲線半徑最小匝道部分）的減速過程、線上形最緊迫路段的勻速或變速過程、駛入次線的加速過程、匯入次線的合流過程等五個過程。
1.2 B 型喇叭環形匝道的設計速度
匝道是供上下分離的兩條道路轉彎行駛而設定的專用車道，與主線不同的是，因受匝道轉彎半徑的限制，匝道的行駛速度低於主線。此外，匝道平縱線形組合複雜，車輛在實際運行中存在多次加減速過程。
匝道的設計速度宜與其必然存在的變速行駛相適應的速度作為設計的控制值；接近分合流的出入口附近的匝道部分應有較高的設計速度；接近收費站或平面交叉的匝道部分的設計速度可酌情降低。一般而言，當匝道的設計速度超過 40 km/h 後，環形匝道的占地面積隨半徑的增大而急劇增加。因此，環形匝道的設計速度應以 40 km/h 為分界點，在確定 B 型喇叭環形匝道設計速度時需對這一分界速度加以認真分析。有研究資料表明 B型喇叭環形匝道的運行速度基本分布在 40～65 km/h 之間，從圖 1 也可以看出，B 型喇叭環形匝道的運行速度為 50 km/h 的頻率最大，而我國路線規範中規定的環形匝道的設計速度宜採用 40 km/h，這是出於我國土地資源短缺，節約用地考慮的。通過對我國國情的分析和大量立交建成運營後的實踐證明，筆者認為 B 型喇叭環形匝道的設計速度可如下選取：在城市郊區或平原宜為 40～50 km/h，在城市市區宜為 35～40 km/h，在山區宜為 30～40 km/h。
1.3 B 型喇叭環形匝道的通行能力與平曲線半徑的關係
匝道對整個互通立交運行起著主導作用，單從運行條件來看，匝道越順適、連線的路徑越直截就越好，但產生的工程量也就相應的越高。因此 在滿足交通需求的前提下，應選擇與設計交通量相適應的立交型式。
當立交型式初步擬定後，驗算各匝道通行能力是否滿足設計交通量的需求，是最後確定立交型式的必要條件；否則，則要改進立交型式或採用雙車道匝道。對於 B 型喇叭環形匝道來說，其通行能力通常是由它的兩個端部及其線形最緊迫路段決定的，以三者中最小的通行能力作為採用值。B型喇叭環形匝道的線形最緊迫部分即是半徑最小的平曲線路段，此段平曲線半逕往往會在 40m 左右，有時甚至還取到 30 m。因此，B 型喇叭環形匝道的通行能力由半徑最小的平曲線路段決定。B 型喇叭環形匝道最小平曲線半徑的取值，經驗做法是：當交通量不超過 3 000 pcu/d（小客車）時，取極限值或稍大於極限值，但在冰凍積雪地區不得採用極限值；當交通量在 3 000～6 000 pcu/d（小客車）時，取一般值或稍大於一般值。一般情況下，B型環圈式匝道曲線半徑的取值範圍見圖 2。
安全運行因素
車輛在 B 型喇叭環形匝道上運行是從主線上的高速向次線上的低速過渡行駛，當車輛進入平曲線半徑最小的路段，其運行速度會降低到 30～35 km/h，這種速度差的突然變大對車輛安全行駛是很不利的。一般情況下，影響 B 型喇叭環形匝道安全運行的因素有以下幾個方面：
（1）車輛衝出匝道的危險
如果 B 型喇叭環形匝道的平曲線半徑過小，主線上高速行駛的車輛來不及制動減速，就很可能造成車輛衝出匝道的危險。
（2）交通標誌不易識別
當次線上跨時，B 型喇叭環形匝道的出口位於跨線橋之後，交通標誌易被橋墩、橋台等構造物遮擋，使駕駛員很難清楚識別。
（3）減速車道起點不明顯
當主線下穿時，減速車道起點位於跨線橋之後，駕駛員難於分辨減速車道與主線的分離點，當車輛剛進入匝道後，駕駛員的意識還停留在主線高速行駛上，從而導致減速車道長度縮短，沒有真正起到減速的目的。
（4）線形誘導不良或受阻
防撞牆設定或邊坡綠化不合理，使駕駛員視線受阻，不能準確判斷匝道前方的轉彎方向。
（5）減速車道長度不足
相對其他形式匝道而言，B 型喇叭環形匝道需要的減速車道會更長一些，如果按常規方法確定其減速車道長度，就有可能導致減速車道長度不足，從而埋下了安全隱患。因此，在設計 B 型喇叭立交時，驗算環形匝道的減速車道長度是否滿足車輛減速過渡的需求是至關重要的。
環形匝道設計
3.1 提高 B 型喇叭環形匝道安全運行的措施
為保證 B 型喇叭立交運行暢通，環形匝道出口應明顯，易於識別，且宜設定在跨線橋之前；當設定在跨線橋之後時，則出口至跨線橋的距離不應小於 150 m。在實際設計中，有以下幾個措施可以提高其安全性：
（1）如果不受場地限制，可在環形匝道的小半徑圓曲線（R2）與出口的緩和曲線（A1）之間增設一段大半徑的曲線（R1、A2），此時，立交的占地會有所增大。因為即使想增大 A1值，又受到緩和曲線長度的限制，故增加一段大半徑圓曲線。
（2）將環形匝道提前與主線分離，這是解決 B 型喇叭環形匝道安全問題的一個好方法。其缺點是相應的增大了工程數量。
（3）將直接式減速車道變為平行式或混合式。將環形匝道的減速車道由通常的直接式變為平行式，同時增加減速車道的長度，一般該長度不應小於 1.5 倍最小減速車道長度的規定值。通過路幅增寬來達到提前預示出口，通過較長的減速車道達到降低車輛在出口處的速度之目的。增長的平行式減速車道應輔之鮮明地面標線、指路標誌配合，以達到安全設施與幾何設計相互配合，增加行車安全性。
有時，僅增長減速車道長度仍覺得有缺點，主要是平行式減速車道出口處的匝道平曲線半徑難以取大，不如直接式變速車道那樣可將出口處的匝道平曲線指標設計得大一些或者直接按直線延長出去處理，但是只採用直接式出口，又擔心駕駛員預先不易辨認。因此，對於 B 型喇叭環形匝道可演變出一種將減速車道長度拉長，開始採用平行式的減速車道，出口段又按直接式設計的混合式減速車道。
（4）儘量採用主線下穿的互通立交橋
這樣就使 B 型喇叭環形匝道出口為上坡，自然達到減速的目的，從而有效防止車輛衝出匝道的危險，並可以節約工程造價，但主線下穿要解決好環形匝道出口處的行車視距問題。
（5）合理的邊坡設計
為使駕駛員能清楚判斷環形匝道前方的轉彎方向，應放緩匝道邊坡。當為填方時，邊坡宜設計為 1:4～1:6，內側不宜綠化體積高大的植物；當為挖方時，不但需要開挖視距平台，還需要設定蓋板邊溝或淺蝶式邊溝。
（6）設定減速設施
若主線上跨，則 B 型喇叭環形匝道出口為下坡，這更易造成車輛衝出匝道的危險。這時，我們可在環形匝道出口處的減速車道上設定塗料型減速標線、視覺減速標線、彩色路面鋪裝、震動帶等措施。
3.2 B 型喇叭環形匝道線形組合最佳化設計
B 型喇叭環形匝道設計重點就是如何保證主線上的高速向次線上的低速過渡的安全性。在常規設計中，B 型喇叭環形匝道往往採用單圓形曲線布設，強調設計指標滿足規範的允許值，而忽略了整個互通立交區內各個匝道平面線形的合理組合與銜接，造成車輛在匝道上行駛因速度差過大而引起交通事故。根據日本高速公路設計要領，結合國內一些專家意見，當 B 型環圈式匝道採用 55～60 m（條件受限時不小於 50 m）時，一般應採用單圓形曲線，車輛在其上的行駛也是比較順適的；然而在市區或山區立交中，過大的環形半徑會導致用地規模大大增大，這與我國土地稀缺等基本國情相背離，B 型喇叭環形匝道平曲線半逕往往採用設計速度對應的下限值或接近最小值。
對於 B 型喇叭環形匝道的線形組合設計，宜採用水滴形卵形曲線來布設，且大圓與小圓的半徑之比宜小於等於 2，即主線上的較大半徑不應與環形匝道的小半徑曲線相接，中間應布設中等半徑的曲線過渡，在匝道駛出端部的分流點設定緩和曲線來逐漸過渡，隨車速降低逐漸減小半徑至環形匝道的最小半徑。這樣不僅有利於內環匝道上的車輛行駛順適，也有利於外環的半定向匝道採用較大半徑與水滴形卵形曲線中的中等半徑組成合理的 S 形線形。如 B 型喇叭環形匝道最小半徑為 35 ～50 m 時，水滴形卵形曲線中間過渡曲線半徑宜採用75～120 m，主線入口的外環匝道半徑一般不宜小於 125m，目的是有利於 B 型喇叭環形匝道上車輛運行速度由 40 km/h～60 km/h～80 km/h 的過渡變化，以保障行車的安全性和順適性。
主線設計速度是 100 km/h，互通主體位於主線曲線 R1200+A440 的路段，B 型喇叭環形匝道的設 計 速 度 為 40 km/h， 其 平 曲 線 組 合 為 R40+A35+R80 的卵形曲線，駛入主線與環形匝道相接的外環半定向匝道採用 R130+A85+A85 與內環匝道 R80 相接組成 S 形曲線，從而使 B 型喇叭環形匝道的各項技術指標都滿足規範要求，各個方向曲線組合合理。
結語
B 型喇叭立交安全性較 A 型差，主要是易造成主線上的左轉車輛衝出環形匝道的危險，這就要求在設計 B 型喇叭立交時，不但要弄清楚車輛在環形匝道上的交通特性，而且也要熟知環形匝（下轉第道存在的安全隱患。本文總結了六種提高 B 型喇叭環形匝道安全運行的措施，並結合實例說明了 B 型喇叭環形匝道布設的方法，可供立交設計人員參考。
